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In einer Mausstudie untersuchten die Forscher das Potenzial der Behandlung von Alzheimer durch die Entfernung toxischer Proteine ​​aus dem Blut.Bildnachweis: Rolf Vennenbernd/Picture Alliance über Getty Images.
  • Die Aggregation des Beta-Amyloid-Proteins zu unlöslichen Ablagerungen im Gehirn ist ein Kennzeichen der Alzheimer-Krankheit.
  • Eine aktuelle Studie zeigt, dass der Ersatz von Blut in einem Mausmodell der Alzheimer-Krankheit durch Blut von gesunden Wildtypmäusen die Bildung von Beta-Amyloid-Ablagerungen verlangsamen könnte.
  • Diese Blutaustauschbehandlung verbesserte auch das räumliche Gedächtnis im Alzheimer-Mausmodell.
  • Die Studie könnte die Entwicklung neuartiger Behandlungen für die Alzheimer-Krankheit erleichtern, die auf Proteine ​​oder andere Faktoren im Blut abzielen.

Eine neue Studie, veröffentlicht inMolekulare Psychiatriezeigten, dass das Ersetzen des Blutes eines Mausmodells mit Alzheimer-Krankheit (AD) durch das Blut einer Wildtyp-Maus die Konzentrationen von AD-Gehirnmarkern reduzierte und das räumliche Gedächtnis im Mausmodell verbesserte.

Obwohl die Mechanismen, die diesen Ergebnissen zugrunde liegen, unklar bleiben, deuten die Ergebnisse darauf hin, dass die Manipulation bestimmter Komponenten im Blut bei der Behandlung von AD helfen könnte.

Der gezielte Einsatz von Bestandteilen im Blut zur Behandlung von AD kann dazu beitragen, die Herausforderungen zu umgehen, die mit der Entwicklung von Medikamenten verbunden sind, die die Blut-Hirn-Schranke überwinden können.

Beta-Amyloid im Blut

AD ist die häufigste Form vonDemenz, verantwortlich für60-80%aller Demenzfälle.Mehr als 6 Millionen Menschen in den Vereinigten Staaten haben derzeit AD und Prognosen deuten darauf hin, dass diese Zahl bis 2050 13 Millionen erreichen könnte.Daher besteht ein dringender Bedarf an wirksamen Behandlungen für diesen Zustand.

Ein zentrales Merkmal von AD ist die abnorme Ansammlung des Beta-Amyloid-Proteins in Ablagerungen, sogenannten Plaques, im Gehirn.

Einzelne Einheiten oder Monomere des Beta-Amyloid-Proteins neigen dazu, sich zu aggregieren und kurze Ketten zu bilden, die als Oligomere bezeichnet werden.Diese löslichen Oligomere aggregieren unter Bildung von Fibrillen, die später unlösliche Plaques bilden.Experten halten diese Beta-Amyloid-Aggregate für die Schädigung von Gehirnzellen bei AD verantwortlich.

Beta-Amyloidmonomere werden im Gehirn und auch in anderen Organen produziert.Beta-Amyloid-Monomere und -Oligomere können die Blut-Hirn-Schranke überwinden und vom Gehirn ins Blut und vom Blut ins Gehirn gelangen.Das Beta-Amyloid-Protein wird abgebautperiphere Organe, einschließlich der Nieren und der Leber, was seine Anwesenheit im Blut erklärt.

Darüber hinaus,Forschungdeutet darauf hin, dass es einen engen Zusammenhang zwischen Beta-Amyloid-Spiegeln im Gehirn und dem Blutkreislauf gibt.

In einemlernendurchgeführt unter Verwendung eines gentechnisch veränderten – oder transgenen – AD-Mausmodells, beschleunigte die Aufnahme von Blut von älteren, transgenen Mäusen mit Beta-Amyloid-Ablagerungen die Bildung von Beta-Amyloid-Ablagerungen bei jüngeren transgenen Tieren.

Im Gegensatz dazu wird das Beta-Amyloid-Protein im Blut mithilfe von Antikörpern isoliert, die die Blut-Hirn-Schranke nicht überwinden könnenreduzierendie Höhe der Beta-Amyloid-Ablagerungen im Gehirn.

In ähnlicher Weise lässt sich die Blutzirkulation einer Wildtyp-Maus mit der eines transgenen AD-Mausmodells chirurgisch verbindenreduzierendie Höhe der Beta-Amyloid-Ablagerungen im Gehirn des Nagetiers.

Diese Daten deuten darauf hin, dass die Beta-Amyloid-Proteinspiegel im Blut die Spiegel der Beta-Amyloid-Ablagerungen im Gehirn beeinflussen könnten.Daher könnten Behandlungen, die den Beta-Amyloid-Spiegel im Blutkreislauf senken, eingesetzt werden, um das Fortschreiten von AD zu verlangsamen.

In der vorliegenden Studie untersuchten die Forscher, ob der teilweise Ersatz des Blutes eines transgenen Mausmodells von AD durch das Blut von Wildtypmäusen den Beta-Amyloid-Spiegel im Gehirn des Mausmodells senken könnte.

Prophylaktische Wirkung

Während der Blutaustauschbehandlung entnahmen die Forscher den transgenen Mäusen 40-60 % des Blutes und ersetzten das entnommene Blut durch Blut von gesunden Wildtypmäusen.

Sie begannen mit dieser Blutaustauschbehandlung, als die transgenen Mäuse 3 Monate alt waren – was bedeutet, dass sie ausgewachsene Erwachsene waren – und bevor die Bildung von Beta-Amyloid-Plaques einsetzte.

Dieses Blutaustauschverfahren wurde einmal im Monat für die nächsten 10 Monate durchgeführt, bis die Mäuse 13 Monate alt oder im mittleren Alter waren.

Im Gegensatz zu den unbehandelten transgenen Mäusen, die im Alter von 13 Jahren Beta-Amyloid-Plaques zeigten, zeigten die transgenen Mäuse, die die Blutaustauschbehandlung erhielten, weniger Plaques und eine geringere Plaquebelastung, die ein Maß für die mit Plaques bedeckte Gehirnfläche ist.

Die Forscher bewerteten auch die Auswirkungen der Bluttransfusionen von Wildtyp-Mäusen auf das Gedächtnis der transgenen AD-Mausmodelle im Alter von 12,5 Monaten.

Die transgenen Mäuse aus der Blutaustauschgruppe schnitten in Kurzzeit- und Langzeit-Raumgedächtnistests besser ab als unbehandelte transgene Mäuse.Darüber hinaus war die Leistung der Mäuse in der Blutaustauschgruppe ähnlich wie bei Wildtypmäusen.

In einem ähnlichen Experiment setzten die Forscher den monatlichen Blutaustausch bis zum Alter von 17 Monaten fort.Sie verwendeten die Daten von Mäusen, die im Alter von 13 und 17 Monaten getötet wurden, um die Rate des Plaquewachstums während dieses Zeitraums zu bestimmen.

Die Forscher stellten somit fest, dass die Blutaustauschbehandlung das Plaquewachstum verlangsamte.

Auswirkungen auf Mäuse mit bereits bestehenden Plaques

In der ersten Reihe von Experimenten begannen die Forscher mit dem Blutaustauschverfahren bei 3 Monate alten Mäusen vor der Entwicklung von Beta-Amyloid-Plaques.

Um das Potenzial dieses Verfahrens für die Behandlung von AD zu untersuchen, begannen die Forscher mit der monatlichen Blutaustauschbehandlung im Alter von 13 Monaten, wenn transgene Mäuse dazu neigen, Beta-Amyloid-Ablagerungen im Gehirn und Gedächtnisdefizite zu zeigen.

Die Forscher fanden heraus, dass transgene Mäuse, die eine Blutaustauschbehandlung erhielten, im Alter von 17 Monaten weniger Beta-Amyloid-Plaques und eine geringere Plaquebelastung aufwiesen als gleichaltrige, unbehandelte transgene Mäuse.

Darüber hinaus war die Plaquebelastung bei den 17 Monate alten transgenen Mäusen, die die Blutaustauschbehandlung erhielten, ähnlich wie bei unbehandelten transgenen Mäusen nach 13 Monaten.Diese Ergebnisse legen nahe, dass die Blutaustauschbehandlung eine weitere Ansammlung von Beta-Amyloid-Plaques verhinderte.

Bemerkenswerterweise war die Leistung der transgenen Mäuse in der Blutaustausch-Behandlungsgruppe in den räumlichen Gedächtnistests ähnlich wie bei gleichaltrigen Wildtyp-Mäusen und besser als bei gleichaltrigen unbehandelten transgenen Mäusen.

Diese Experimente zeigen, dass der Blutaustausch als krankheitsmodifizierende Behandlung dienen könnte, die das Fortschreiten von AD verzögert oder stoppt.

Therapeutisches Potenzial beim Menschen

Die Forscher fanden heraus, dass die Beta-Amyloid-Spiegel im Blut der transgenen Mäuse kurz nach der Bluttransfusion von Wildtyp-Mäusen anstiegen.

Daher ist es möglich, dass die Senkung des Beta-Amyloid-Blutspiegels bei der Einführung von Blut von Wildtyp-Mäusen den Transfer von Beta-Amyloid vom Gehirn in den Blutkreislauf verstärken könnte.Dies könnte ein Mechanismus für den Rückgang des Beta-Amyloid-Gehirnspiegels aufgrund des Blutaustauschverfahrens sein.

Die Forscher entfernten Beta-Amyloid jedoch nicht direkt aus dem Blut des transgenen AD-Mausmodells, und andere Proteine ​​oder Faktoren im Blut könnten diese Ergebnisse ebenfalls erklären.

Daher ist weitere Forschung erforderlich, um die Blutbestandteile zu charakterisieren und die Mechanismen zu ermitteln, die der Wirkung der Blutaustauschbehandlung auf das Gedächtnis und Beta-Amyloid-Plaques zugrunde liegen.

Die Charakterisierung der Blutbestandteile, die diesen Wirkungen der Blutaustauschbehandlung zugrunde liegen, könnte die Entwicklung von Behandlungen für AD-Patienten erleichtern.

Der Hauptautor der Studie, Dr.Claudio Soto, Neurologieprofessor an der McGovern Medical School an der UTHealth Houston, sagte gegenüber Medical News Today, dass Verfahren wie Plasmapherese undBlutdialysekönnte angepasst werden, um das Beta-Amyloid-Protein aus dem Blut oder anderen Blutbestandteilen zu entfernen und Personen mit AD zu behandeln.

DR.Soto bemerkte, dass „Studien in Mausmodellen als erster Schritt notwendig sind, um die Wirksamkeit einer therapeutischen Strategie zu analysieren. Natürlich“, fügte er hinzu, „sind Mäuse keine Menschen, also müssten wir zeigen, dass unser Ansatz im ‚echten Leben‘ mit ‚echten Patienten‘ funktioniert.“

„Ein Vollblutaustausch – wie wir es in dieser Studie getan haben – ist beim Menschen [als solcher] nicht durchführbar, aber es gibt derzeit zwei Technologien in der gängigen medizinischen Praxis, die funktionieren könnten: Plasmapherese und Blutdialyse. Wir passen diese Techniken derzeit für Studien an Mäusen an, und wenn wir positive Ergebnisse erzielen, wird der nächste Schritt darin bestehen, einige klinische Studien an von AD betroffenen Menschen zu starten.“

- DR.Claudio Soto

Wir sprachen auch mit Dr.Erik S.Musiek, Professor für Neurologie an der Washington University School of Medicine in St.Louis, der an dieser Studie nicht beteiligt war.

Zur Studie kommentierte Dr.Musiek bemerkte: „Die Autoren konzentrieren sich auf die Idee, dass es einen Pool von Beta-Amyloid in der Peripherie gibt, der im Gleichgewicht mit dem im Gehirn ist, und dass die Zugabe von Blut mit minimalem Beta-Amyloid eine Senke schafft, durch die Beta-Amyloid übertragen wird vom Gehirn zum Blut, Begrenzung der Plaquebildung. Diese periphere Senke-Hypothese gibt es schon lange und sie wurde bei Mäusen nach [der] Verabreichung von Abeta-Antikörpern nachgewiesen.“

„Allerdings spielen hier wahrscheinlich viele andere mögliche Mechanismen eine Rolle“, warnte er.Darüber hinaus, so Dr. Musiek, „legt die Tatsache, dass die Blutspender jung sind, während die AD-Modellmäuse, die das Blut erhalten, ziemlich alt werden (13 Monate), nahe, dass es Faktoren im jungen Blut geben könnte, die Beta direkt begrenzen -Amyloid-Pathologie und fördern die Kognition.“

„Es ist auch möglich, dass das frische, junge Blut die Immunantwort im Gehirn der Empfänger verändert und den Beta-Amyloid-Stoffwechsel erleichtert.“DR.Musiek stellte die Hypothese auf. „Schließlich bleibt unklar, ob der Blutaustausch bei Mäusen, die bereits [eine] erhebliche Plaquebelastung haben, [die] Entfernung von Plaques verbessern kann, anstatt ihre anfängliche Anhäufung [zu verhindern].

„Dies ist sehr wichtig, da wir Menschen mit präklinischer AD im Allgemeinen anhand der Tatsache identifizieren, dass sie bereits Plaques haben, und primäre Präventionstherapien zur Verhinderung dieser allmählichen Anhäufung von Plaques beim Menschen sehr schwierig umzusetzen sind. Diese Studie enthüllt jedoch sicherlich ein sehr interessantes Phänomen und sollte zukünftige Forschungen inspirieren“, sagte Dr.Musiek.

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